【摘要】：隨著3G移動通信網(wǎng)絡(luò)的成熟和4G LTE(Long Term Evolution)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展,智能手機得到更加廣泛的應(yīng)用。在目前的通信制式下手機天線既要實現(xiàn)對于新推標準LTE工作頻段的有效覆蓋,又要同時兼容3G,2G通信頻段,寬帶設(shè)計成為必然的要求。與此同時LTE標準采用了多輸入多輸出(MIMO)多天線技術(shù),這意味著提供給單個天線的設(shè)計面積將更小。受制于有限的手機整體尺寸,MIMO天線單元之間的將存在強烈電磁耦合,強耦合會降低天線的效率,減少天線單元的輻射多樣性,影響系統(tǒng)的通信效能。作為手持無線設(shè)備,手機天線受到人體的影響,因此研究手機與人體之間的相互作用有重要的意義。鑒于此,本文針對MIMO天線單元頻帶拓展技術(shù)、MIMO天線單元間去耦技術(shù),以及天線與人體間的相互作用影響進行研究,其內(nèi)容主要包括:首先本文調(diào)研手機天線的研究背景以及國內(nèi)外發(fā)展狀況,對目前已經(jīng)發(fā)布的手機天線進行分類整理,研究寬帶匹配技術(shù),探索寬帶小尺寸單元天線設(shè)計,并提出兩款小型化寬帶天線設(shè)計方案,基于已有方案分析研究在較小空間內(nèi)實現(xiàn)寬帶天線設(shè)計的可行性,為手機MIMO天線設(shè)計做鋪墊。接著,以已經(jīng)驗證的單元天線為基礎(chǔ)完成MIMO天線組合設(shè)計,探索在多天線系統(tǒng)中單元天線的性能的變化,深入分析天線設(shè)計參數(shù),保證天線單元在多天線系統(tǒng)下?lián)碛辛己玫淖杩蛊ヅ鋷挕Ｍ瑫r分析現(xiàn)有的去耦方案,討論各類去耦技術(shù)的優(yōu)勢和缺陷,研究更具有實用性的去耦策略,并將去耦性能良好實用性強的去耦技術(shù)運用到本方案中,仿真優(yōu)化MIMO天線性能,完成對天線的測試和實驗數(shù)據(jù)分析。結(jié)果表明本文的設(shè)計方案性能穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)緊湊,適用性強,能較好的應(yīng)用的手機的MIMO天線設(shè)計中。其次,本文研究手機天線的在具體應(yīng)用環(huán)境中人體與天線之間的相互作用。根據(jù)人對于手機的使用習慣建立全波仿真模型,分析在不同工作模式下手和頭部對于手機天線的影響。通過總結(jié)手機與人體之間的相互影響機理研究未來手機MIMO天線設(shè)計更加合理的配置。最后,本文將從帶寬拓展,去耦技術(shù)方面對手機MIMO天線的設(shè)計做總結(jié),對方案的可行性進行全局的闡述分析。通過對天線性能的總體研究和不同使用環(huán)境中的表現(xiàn)總結(jié)寬頻帶緊湊型手機MIMO天線設(shè)計中的技術(shù)要點。
[Abstract]:With the maturity of 3G mobile communication network and the rapid development of 4G LTE (Long Term Evolution) network, smart phone is more widely used. Under the current communication system, the mobile phone antenna not only can effectively cover the working frequency band of the new standard LTE, but also can be compatible with the 3G / 2G communication band at the same time, so the broadband design has become an inevitable requirement. At the same time, the LTE standard uses multi-input multi-output (MIMO) multi-antenna technology, which means that the design area provided to a single antenna will be smaller. Due to the limited size of the mobile phone, there will be strong electromagnetic coupling between the MIMO antenna elements, which will reduce the efficiency of the antenna, reduce the radiation diversity of the antenna elements, and affect the communication efficiency of the system. As a handheld wireless device, the antenna of mobile phone is influenced by human body, so it is important to study the interaction between mobile phone and human body. In view of this, this paper studies the frequency band expansion technology of MIMO antenna unit, decoupling technology between MIMO antenna elements, and the interaction between antenna and human body. The main contents include: firstly, this paper investigates the research background of mobile phone antenna and the development situation at home and abroad, classifies the mobile phone antenna that has been published at present, studies broadband matching technology, and explores the design of wideband small size cell antenna. Two miniaturized wideband antenna design schemes are proposed. Based on the analysis of existing schemes, the feasibility of broadband antenna design in small space is studied, which can pave the way for the design of mobile phone MIMO antenna. Then, based on the verified element antenna, the MIMO antenna combination design is completed, and the performance of the unit antenna in the multi-antenna system is explored, and the antenna design parameters are deeply analyzed. Ensure that the antenna unit has a good impedance matching bandwidth under the multi-antenna system. At the same time, it analyzes the existing decoupling schemes, discusses the advantages and disadvantages of various decoupling techniques, studies more practical decoupling strategies, and applies the decoupling techniques with good decoupling performance to the scheme, and simulates and optimizes the MIMO antenna performance. Complete the antenna testing and experimental data analysis. The results show that the design scheme is stable, compact, applicable and can be used in the design of MIMO antenna of mobile phone. Secondly, the interaction between human body and antenna is studied in this paper. A full-wave simulation model is established according to the usage habits of mobile phones, and the effects of different working modes and head on the antenna of mobile phone are analyzed. By summarizing the mechanism of interaction between mobile phone and human body, a more reasonable configuration of mobile phone MIMO antenna is studied in the future. Finally, this paper summarizes the design of mobile phone MIMO antenna from the aspects of bandwidth expansion and decoupling technology, and analyzes the feasibility of the scheme. Based on the overall research of antenna performance and the performance of different operating environments, the key points of the design of broadband compact mobile phone MIMO antenna are summarized.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN929.5

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本文編號：2429774